JPH01277196A - 流動層を用いた熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はヒートポンプ式の空気調和機の室外側熱交換器
などに使用される流動居を用いた熱交換器に関する。

（従来の技術） 一般に、この種熱交換器は、本体容器内に伝熱管を上下
方向に複数段にわたって配設すると共に、前記本体容器
の内部に多数の固体粒子を装填して、前記本体容器の下
方から上方に向って吹出される気流により固体粒子を浮
遊流動させ、この固体粒子を介して前記伝熱管と気流と
の間で熱交換を行うようにしている。

ところで、以上の熱交換器では、前記本体容器内におい
て前記固体粒子を全体的に均一に浮遊流動させる必要が
あって、前記伝熱管の段数が増加すれば、それだけ固体
粒子の量も増加して、固体粒子の層高さが高くなって、
通風抵抗が増大し、しかも固体粒子を均一に浮遊流動さ
せることが難しく、これにより熱交換器の伝熱性能が低
下するなどの問題があった。

そこで、従来では、前記本体容器の内部を前記伝熱管の
各段ごとに区画して、この各段に固体粒子を分散させて
装填することにより、固体粒子の層高さを低くして固体
粒子を各段ごとに浮遊流動させるようにした熱交換器が
特開昭６０−９９９９１号公報において提案されている
。

ところで、前記公報に記載されたものは、第６図に示し
た如く、本体容器（１）の内部に伝熱管（２）を複数段
に配設し、この伝熱管（２）の各段ごとに分散板（３）
で前記本体容器の内部を仕切って、各段ごとに固体粒子
を装填して、本体容器（１）の下方から上方へと吹出す
太線矢印で示した気流（６）により、各段において前記
固体粒子（５）を前記伝熱管（２）の周りに浮遊流動さ
せて、通風抵抗を少なくシ、固体粒子の均一な浮遊流動
を得るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上の如き従来の熱交換器によると、該熱交
換器を設置するときに、例えば第６図に示すように伝熱
管（２）の長さ方向において、傾斜して設置すると、固
体粒子（５）は固体粒子（５）の自重と気流（６）の圧
力とのバランスで浮遊流動しているのであるから、傾斜
の低い方に固体粒子が集まり勝ちになるし、しかも気流
（６）は実線矢印で示したように通風抵抗の少ない方、
即ち、固体粒子の届高さの低い方に偏って通過して偏流
を起して、固体粒子（５）による熱交換が偏って行われ
ることになり、全体として伝熱性能が低下する問題があ
ったのである。

本発明は以上の如き従来の問題点に鑑み発明したもので
、その目的は熱交換器を傾斜して設置しても固体粒子を
浮遊流動させる気流に大きな偏流を発生させることなく
、伝熱性能の低下を招かない流動居を用いた熱交換器を
提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本体容器（１）内に、伝熱管（２）を多段に配設する共
に、分散板（３）を介して受止める固体粒子（５）を装
填し、前記分散板（３）側から前記固体粒子（５）の上
月側に向かう気流により、前記伝熱管（２）の周りに前
記固体粒子（５）を流動させて、前記気流と前記伝熱管
（２）との間で熱交換を行なう如くした流動届を用いた
熱交換器において、前記本体容器（１）に、該本体容器
（１）を伝熱管（２）の長さ方向に区画する仕切板（４
ａ）を設けたものである。

前記伝熱管（２）を多段多列に配設するときは、各列間
に本体窓ａ　（１）を区画する仕切板（４ｂ）を設けて
もよい。

また、各列間の外に伝熱管（２）の長さ方向に本体容器
（１）を区画する仕切板（４ａ）を設けることが効果的
である。

更に伝熱管（２）の各列間に設ける仕切板（４ｂ）の間
隔を、気流の方向に配設される分散板（３）又はその近
くで狭くし、前記伝熱管（２）の周りで広くするのが好
ましい。

（作用） 上記のように構成された流動層を用いた熱交換器を設置
するとき、たとえ傾斜して設置しても、本体容器（１）
の内部が仕切板（４ａ、４ｂ）によって小さく区画され
ているから、各段の伝熱管（２）の周りで浮遊流動され
る固体粒子（５）が本体容器（１）の傾斜方向に偏ろう
としても仕切板（４ａ、　　４　ｂ）によって邪魔され
て本体容器（１）の内部全体に亘って片寄ることはなく
、従って固体粒子（５）を浮遊流動させる気流（６）も
偏流を起こさなくなり、気流（６）の偏流によって伝熱
性能を損なうことはないのである。

更に伝熱管（２）の長さ方向に本体容器（１）の内部を
区画する仕切板（４ａ）には伝熱管（２）が貫通するこ
とになって、前記仕切板（４ａ）が熱交換用のフィンの
役割を果たすため伝熱性能の向上に役立つのである。

又、複数列配置した伝熱管（２）の列間に設ける仕切板
（４ｂ）の間隔を、各段毎に配設される分散板（３）又
はその近くで狭くし、各段の伝熱管（２）の周りで広く
すると、伝熱管（２）周りの固体粒子（５）の密度が高
くなって、−居伝熱性能が向上するのである。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図に示した熱交換器は、本体容器（１）
の内部に伝熱管（２）を多段多列に配設し、多数の小孔
をもった多孔板又は金網等よりなる分散板（３）で、前
記伝熱管（２）の各列を各段ごとに区画するように前記
本体容器（１）の内部を区画すると共に、前記本体容器
（１）の内部を前記伝熱管（２）の長さ方向に区画する
第１仕切板（４ａ）を設けて、該仕切板（４ａ）に前記
伝熱管（２）をそれぞれ貫通させ、更に前記本体容器（
１）の内部を前記伝熱管（２）の配列方向に区画する第
２仕切板（４ｂ）を設けて、該仕切板（４ｂ）により前
記伝熱管（２）の各列をそれぞれ個別の列に区画したも
のである。このようにして前記第１及び第２仕切板（４
ａ、４ｂ）と、前記分散板（３）とによって前記本体容
器（１）の内部を分割区画して多数のセル（Ｓ）を設け
る一方、前記本体容器（１）の下部に、前記各セル（Ｓ
）に分散装填する固体粒子（５）を浮遊流動させる気流
（６）としての空気を送風するファン（図示せず）を設
けている。

斯くして前記ファンにより前記本体容器（１）の下方か
ら上方へ向かう空気の気流（６）を発生させ、この気流
（６）により前記各セル（Ｓ）に分散して装填する前記
固体粒子（５）を、多段多列に配設した前記伝熱管（２
）の周りに浮遊流動させ、前記固体粒子（５）を介して
前記伝熱管（２）と空気の気流（６）との熱交換を行う
ようにしている。

このように構成した熱交換器を、例えばヒートポンプ式
の空気調和機の室外側熱交換器として用いるとき、室外
における前記熱交換器の設置場所において、前記本体容
器（１）を前記伝熱管（２）の長さ方向に傾斜させて設
置したとしても、前記第１仕切板（４ａ）が存在するか
ら、前記気流（６）によって浮遊流動する固体粒子（５
）が前記本体容器（１）の傾斜方向即ち、前記伝熱管（
２）の長さ方向に片寄らず、従って、前記気流（６）が
前記伝熱管（２）の長さ方向における偏流を起こさなく
なって、前記熱交換器全体としての伝熱性能を低下させ
ることはないのである。

又、前記本体容器（１）を前記伝熱管（２）の配列方向
に傾斜させて設置しても、前記第２仕切板（４ｂ）が存
在するから、前記気流（６）によって浮遊流動する前記
固体粒子（５）が前記本体容器（１）の傾斜方向即ち前
記伝熱管（２）の配列方向に片寄らず、従って前記気流
（６）が前記伝ＭＵ（２）の配列方向における偏流を起
ことなくなって、前記熱交換器全体として伝熱性能を低
下させることはないのである。

又、第１図乃至第３図に示すように第１仕切板（４ａ）
と第２仕切板（４ｂ）とを同時に設けることにより、前
記本体容器（１）が前記伝熱管（２）の長さ方向と配列
方向との何れかの方向に傾斜して設置されても、前記気
流（６）の偏流は前記セル（Ｓ）の内部だけで起こるの
であって、前記本体容器（１）全体において起こること
はなく、従って伝熱性能を低下させることはないのであ
る。

又、前記第１仕切板（４ａ）には、前記伝熱管（２）が
それぞれ貫通しているから、前記固体粒子（５）を介し
ての前記気流（６）と前記伝熱管（２）との熱交換の外
に、前記気流（６）と接触して熱交換可能な前記第１仕
切板（４ａ）と前記伝熱管（２）との間でも熱交換が行
われるから、それだけ伝熱性能の向上を促進することに
なる。

以上の実施例では第２図に示すように、伝熱管（２）を
千鳥状に配設しているが、第５図に示すように直線状に
配設してもよい。更に前記第２仕切板（４ｂ）を屈曲さ
せたり、波状にしたり、又、第４図に示すように屈曲点
間を円弧状に形成して、凹凸を設け、前記第２仕切板（
４ｂ）の間隔を１１ｉＩ記伝熱管（２）周りで広（して
、前記間隔の狭い所に前記分散板（３）を設けてもよい
。

このようにすれば、伝熱管（２）周りの固体粒子（５）
の密度が高くなり、−居伝熱性能が向上するのである。

又、本発明による熱交換器を、例えばヒートポンプ式の
空気調和機における室外側蒸発器として用いれば、全伝
熱管（２）に前記固定粒子（５）が衝突して、伝熱管（
２）の表面を擦るために、伝熱管（２）の表面に付着す
る霜は大幅に削減できるのである。

（発明の効果） 本発明の流動層を用いた熱交換器では、以上説明したよ
うに、伝熱管（２）を多段に配設した本体容器（１）に
、該本体容器（１）を前記伝熱管（２）の長さ方向に区
画する仕切板（４ａ）を設けて、固体粒子（５）を前記
本体容器（１）に分散装填するようにしたから、前記本
体容器（１）を前記伝熱管（２）の長さ方向に傾斜させ
て設置しても、前記固体粒子（５）を浮遊流動させる気
流（６）に偏流を起こさせてなくて、熱交換器全体とし
ての伝熱性能を低下させることはない。しかも、前記本
体容器（１）を伝Ｍ管（２）の長さ方向に区画する仕切
板（４ａ）がフィンの役割を果たすため、伝熱性能が向
上するのである。

又、伝熱管（２）を多段多列に配置した熱交換器におい
て、本体容器（１）内における気流の方向と直交する方
向に配列する前記伝熱管（２）の各列間に、前記本体容
器（１）を区画する仕切板（４ｂ）を設けて、固体粒子
（５）を前記本体容器（１）に分散装填するようにした
ことにより、前記本体容器（１）を前記伝熱管（２）の
配列方向に傾斜させて設置しても、前記固体粒子（５）
を浮遊流動させる気流（６）に偏流を起こさせなくて、
熱交換器全体としての伝熱性能を低下させることはない
のである。

更に、伝熱管（２）を多段多列に配置した熱交換器にお
いて、本体容器（１）内の気流の方向と直交する方向に
配列する伝熱管（２）の各列間に、前記本体容器（１）
を区画する仕切板（４ｂ）を設けると共に、前記本体容
器（１）を前記伝熱管（２）の長さ方向に区画する仕切
板（４ａ）を設けて、固体粒子（５）を前記本体容器（
１）に分散装填するようにしたことにより、前記本体容
器（１）を前記伝熱管（２）の配列方向と、長さ方向と
の何れの方向に傾斜させて９２　Ｆｌ’Ｚしても、前記
固体粒子（５）を浮遊流動させる気流（６）に偏流を起
こさせなくて、熱交換器全体としての伝熱性能を低下さ
せることはない。しかも、前記本体容器（１）を伝熱管
（２）の長さ方向に区画する仕切板（４ａ）がフィンの
役割を果たすため、伝熱性能が向上するのである。

又、伝熱管（２）列の間に設ける仕切板（４ｂ）を凹凸
状にして、伝熱管（２）周りの前記仕切板（４ｂ）の間
隔を広くすると共に、前記間隔の狭い所に分散板（３）
を設けるから、前記伝熱管（２）周りの前記固定粒子（
５）の密度が高くなり、−月熱交換器の伝熱性能が向上
するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか＼る流動層を用いた熱交換器の一部
切欠斜視図、第２図は第１図の一部省略断面図、第３図
は第２図ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、第４図は第２仕切板
の間隔を変化させた断面図、第５図は他の実施例を示す
断面図、第６図は従来例を示す説明図である。 （１）・・・・・・本体容器 （２）・・・・・・伝熱管 （３）・・・・・・分散板 （４ａ）・・・・・・第１仕切板 （４ｂ）・・・・・・第２仕切板 （５）・・・・・・固体粒子 （６）・・・・・・気流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）本体容器（１）内に、伝熱管（２）を多段に配設す
   る共に、分散板（３）を介して受止める固体粒子（５）
   を装填し、前記分散板（３）側から前記固体粒子（５）
   の上層側に向かう気流により、前記伝熱管（２）の周り
   に前記固体粒子（５）を流動させて、前記気流と前記伝
   熱管（２）との間で熱交換を行なう如くした流動層を用
   いた熱交換器であって、前記本体容器（１）に、該本体
   容器（１）を前記伝熱管（２）の長さ方向に区画する仕
   切板（４ａ）を設けたことを特徴とする流動層を用いた
   熱交換器。 ２）本体容器（１）内に、多段多列に伝熱管（２）を配
   設すると共に、分散板（３）を介して受止める固体粒子
   （５）を装填し、前記分散板（３）側から前記固体粒子
   （５）の上層側に向かう気流により、前記伝熱管（２）
   の周りに前記固体粒子（５）を流動させて、前記気流と
   前記伝熱管（２）との間で熱交換を行なう如くした流動
   層を用いた熱交換器であって、前記気流の方向と直交す
   る方向に配列する前記伝熱管（２）の各列間に、前記本
   体容器（１）を区画する仕切板（４ｂ）を設けたことを
   特徴とする流動層を用いた熱交換器。 ３）本体容器（１）に、該本体容器（１）を、伝熱管（
   ２）の長さ方向に区画する仕切板（４ａ）を設けた請求
   項２記載の流動層を用いた熱交換器。 ４）気流の方向と直交する方向に配列される各列の伝熱
   管（２）間に設ける仕切板（４ｂ）の間隔を、気流の方
   向に配設される各分散板（３）又はその近くで狭くし、
   前記伝熱管（２）の周りで広くした請求項２又は３記載
   の流動層を用いた熱交換器。